KR100537288B1 - 지하염수를 이용한 기능성 염의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하염수를 이용하여 오염의 우려가 없고 해수 중에 함유되어 있는 필수 미량원소 및 미네랄에 대한 보존성이 우수한 기능성 염을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상세하게는 본 발명의 제조방법은 대한민국 부산광역시 다대동 또는 경기도 인근지역의 온천지의 지하 700 내지 1000m 지점에서 취수한 지하염수를 정밀여과하고 천일 건조에 의해 수분을 증발시키거나, 또는 지하염수를 정밀여과하고 분무건조에 의해 건조시키거나, 지하염수를 정밀여과하고 가열에 의해 일정농도까지 농축하여 염분을 석출회수하고 건조시켜 염을 얻는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제조방법에 따라 얻어진 기능성 염은, 해수 오염의 우려가 없으며 심층수 중에 함유되어 있는 미량원소 및 미네랄의 보존성이 우수하여 인체에 대해 유효한 효과를 나타낸다.

Description

지하염수를 이용한 기능성 염의 제조방법{Process for preparing a functional salt from the underground salt water}

본 발명은 지하염수를 이용하여 기능성 염을 제조하는 방법에 관한 것이다.

소금이란 보통 식염이라고 하며 바닷물에 약 2.8% 들어있다. 일반적으로 염의 구성요소는 염화나트륨을 주성분으로 하여 수분, 칼슘, 마그네슘, 칼륨 등 기타 함유물로 되어 있으며, 염 종별로 그 성분구성비가 다르다. 또한 염질은 염화나트륨의 함유 비중에 의해서 결정된다.

소금은 채취 및 생산방법에 따라, 태양열, 바람 등 자연을 이용하여 해수를 저류지로 유입하고 농축시켜서 만든 천일염; 천연으로 땅속에 층을 이루고 파묻혀 있던 것을 제염한 암염; 정제염이라고도 하여 바닷물을 여과조에 담아 Na⁺ 이온과 Cl^- 이온만을 전기분해하고 농축함수를 증발관에 넣어 수분을 증발시켜 이것을 원심분리기에 넣은 후 수분 0.01% 로 건조기에서 완전 건조하여 만든 기계염; 원료 소금을 용해, 탈수, 건조 등의 과정을 거쳐 다시 재결정화시켜 제조한 일명 꽃소금이라고 부르는 재제염; 원료소금을 볶음, 태움, 용융 등의 방법으로 그 형상을 변경 또는 불순물을 제거하거나 다른 물질을 첨가하여 그 질을 높인 가공염 및 기타 부산물염 등으로 분류한다(대한 염업 조합).

이중 암염은 땅속의 광물질을 다량 함유하고 있어 식용보다는 공업용으로 주로 사용되며, 식용으로는 천일염, 기계염, 재제염 및 가공염이 사용된다.

천일염은 염도가 80~88% 이상의 것으로 염도가 낮으며 미네랄이 풍부하나, 해수오염에 따른 인체 유해 성분도 함께 포함하고 있어 식용으로 이용하는데 큰 장애가 되고 있다. 또한, 기계염, 재제염 및 가공염은, 천일염을 정제하여 불순물을 제거한 고순도의 정제염 또는 위생염으로서, 인체에 유해한 성분은 거의 없으나, 순수 염화나트륨성분으로만 구성되어 있어 인체에 유익한 미네랄 성분도 거의 없는 것으로 알려져 있다.

따라서, 인체에 유해한 성분이 없이 해수의 미네랄 성분을 보존하는 염을 얻는 제조방법에 대해 여러 다양한 연구가 시도되고 있다.

해수는 표층수와 구별하여 해양심층수라고 불리우고 있는데, 해양 심층수라는 것은 해수 표면으로부터 200미터 이하의 해수를 일컫는 것으로서, 광합성이 일어나지 않아 식물성장에 필요한 질소, 인, 규산 등의 무기영양소를 많이 포함하고 있으며, 대기나 화학물질에 의한 오염 및 대장균이나 일반세균에 오염되지 않으므로 해양성 세균수도 적어 물리적 청정성도 매우 뛰어나며, 필수 미량원소와 다양한 미네랄이 균형 있게 포함되어 있고, 또한 4대 미네랄(마그네슘, 칼슘, 칼륨, 나트륨)외 아연, 셀렌, 망간 등을 포함하여 스트레스나 체질 불량 등으로 발생되는 각종 질병에 대한 면역기능도 우수하며, 식수로 사용하는 지표수나 지하수 등에 비해 청정도가 매우 뛰어난 것으로 알려져 있다. 해양 오염이 심각한 현재의 상태에서 표층수는 식음료로 적합하지 않으나, 해양심층수는 표면층에 비하여 생균수가 그다지 많지 않을뿐더러 병원성 생물이 조금도 포함되어 있지 않기 때문에 음료로 선택하는 경우에 안전성이 지극히 높다고 할 수 있다(일본특허공고 평7-34728호).

이러한 해양 심층수의 특징은 태양광이 도달하지 않는 심해에서는 영양 물질을 소비하는 식물플랑크톤이 없기 때문에 박테리아 등에 의하여 분해된 영양물질이 풍부하고 칼슘, 마그네슘 등의 미네랄이 다량 포함되어 있는 부영양성(미네랄성)이 있고, 표면 해수로부터 200미터 이하에는 유기물의 농도가 낮고, 대장균 또는 일반세균에 의한 오염이 없으며, 육지나 대기로부터의 화학물질에 의한 오염의 가능성도 적은 청정성을 갖고 있으며, 일년 내내 저온으로 그 변화가 적고 안정된 낮은 수온성을 갖고, 해양 심층수는 수천년 동안 형성된 물이기 때문에 그 성질이 안정되어 있으며, 각종 효소들의 작용으로 인하여 숙성화되어 있는 숙성성을 갖고 있으며, 필수 미량원소나 다양한 미네랄 성분이 균형 있게 포함되어 있어 용존되어 있는 금속이온들의 작용으로 활성 산소에 대한 탁월한 소거작용 효과 등의 특성을 갖고 있다고 알려져 있다.

일본특허공보 제2580428호는 해양심층수를 가열 농축하고 그 농축액을 냉각한 후, 농축액으로부터 얻어진 결정분을 제거하고, 이를 농축액의 부피가 원래 부피의 1/1000이하로 농축될 때까지 지속시켜 얻어지는 것을 특징으로 하는 건강증진액 및 그 제조방법을 기재하고 있고 그 용액 일부를 음료수에 가함으로써 당뇨병, 알레르기성 질환, 심근경색 등의 현대병의 예방에 유효한 건강음료를 개시하고 있다.

또한 이 해양 심층수에 염화나트륨 등의 전해질을 가하여 전기분해장치에서 전기분해를 시행하여 그 양극쪽으로부터 얻어진 강산성 산화수(pH 2.4 내지 2.7이하에서 산화환원전위가 1000mV 이상)와 음극 쪽으로부터 얻어진 알칼리 환원수가 알려져 있는데, 강산성 산화수의 용도로서는 그 산화력과 산성에 의한 살균작용으로 이용하여 의료용 기구의 소독살균 및 식품의 살균소독에 이용되어 왔다. 알칼리 환원수에 대해서는 위장내의 이상발효, 만성설사, 소화불량, 제산 및 위산과다 등의 위장질환에 대하여 효능이 있다고 알려져 있다(일본특허공개공보 제2001-198575호 참조).

또한 해양심층수에 함유된 미네랄 성분에 중점하여, 미네랄 성분부로서 종래에 알려진 칼슘, 마그네슘 이외에 동, 아연 등의 금속이나 요소 등의 필수 미네랄성분이 확인되어 이 미네랄 성분을 이용하기 위하여 해수를 탈염 처리하여 염화나트륨의 함유량을 저하시킨 해수에 비타민류 등을 가하여 영양음료로서 개발이 알려진 바가 있고(일본특허공개공보 제60-255729호), 생균수가 표층수보다 적기 때문에 이 심층수를 천연 미네랄수로 음료수에 첨가하여 미네랄 음료로서도 개발된 바 있다(일본특허공개공보 제 평5-219921호).

또한, 이 심층수를 역삼투압 장치를 이용하여 담수(淡水)화된 물에 해수를 취하여 얻어진 쓴 맛의 즙과 광산(鑛酸)을 첨가한 음료가 알려져 있다(일본특허공개공보 제 평10-150960호).

그러나, 상기한 제조공정들은 역삼투압이나 전기분해 등의 증발농축단계를 필수적으로 거치기 때문에 미네랄 농축액과 미네랄분이 희박하거나함유되지 않는 물도 생산될 수 있는 등의 문제점이 있어, 광천수로부터 미네랄 성분을 제거한 물에 탈염처리하여 얻어진 심층수로부터 얻은 미네랄성분을 첨가한 광천수 음료에 대한 연구도 시행된 바가 있다(일본특허공개 제2001-190256호).

이외에도 심층수는 아토피성 피부병 등의 피부치료를 위한 겔 제제로서 개발되거나(일본특허공개공보 평9-110702호), 두부 등과 같은 식품가공품 및 의약부외품 등에 배합하거나(일본특허공개공보 평9-28269호), 이 해양 심층수를 기본구성으로 하여 원료액즙, 당질원료, 부원료, 음료용수 등을 가하여 건강 음료로 개발하거나(일본특허공개공보 제5-219921호), 빵을 만드는 공정 중에 사용하는 제조공정 중에 사용되는 수분 또는 액체로서 심층수를 사용하는 제조방법 등이 연구된 바 있다(일본특허공개공보 제2000-333592호).

그러나, 상기한 종래기술에 사용되는 해양 심층수는 일본 근해의 도야마만(富山灣) 등지에서 채집한 심층수를 원료로 사용하였으며, 대부분 탈염처리한 것이다.

본 연구자는 해수 오염에 따른 천일염의 문제를 해결하고 또한 해양 심층수에 용존되어 있는 필수 미량원소 및 다양한 미네랄 성분을 이용하기 위하여 연구 노력한 결과, 대한민국 부산광역시 다대동 또는 경기도 인근지역의 온천지의 지하 700 내지 1000m 지점에서 취수한 지하염수로부터 염을 제조함으로써, 오염의 우려가 없으며 해수에 용존된 필수 미량원소 및 미네랄을 다량 함유하는 기능성 염을 제공할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은, 해수 오염에 대한 우려가 없으며 지하염수의 필수 미량원소 및 미네랄 성분에 대한 보존성이 우수하여 인체에 대해 유효한 효과를 나타내는 기능성 염을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 지하염수로부터 기능성 염을 얻는 방법을 제공한다.

상세하게는 본 발명의 제조방법은, 지하염수를 정밀여과하고, 천일 건조에 의해 수분을 증발시켜 염을 얻는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제조방법은, 지하염수를 정밀여과하고, 분무건조에 의해 수분을 증발시켜 염을 얻는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제조방법은 지하염수를 정밀여과하고 가열에 의해 일정농도까지 농축하여 염분을 석출회수하고 건조시켜 염을 얻는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 지하염수는 대한민국 부산광역시 다대동, 경기도 인근지역인 화성시 팔탄면 또는 인천광역시 등의 온천지의 지하 700 내지 1000m 지점에서 취수한 지하염수를 의미하는데, 상세하게는 일반적으로 해양의 심층부에서 채취한 해양 심층수와는 달리 본 발명의 지하염수는 반도의 지하층에 유입되어 저장되어 있는 해수를 의미한다. 본 발명의 지하염수는 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 칼륨뿐만 아니라 셀레늄(Se), 아연 등의 항암작용을 갖는 무기성분과 철, 망간, 스트론튬 등의 금속이온을 다량 함유하는 특징을 갖는다.

이하 본 발명의 제조방법을 상세히 설명하면,

본 발명의 제조과정은, 대한민국 부산광역시 다대동, 경기도 인근지역인 화성시 팔달면 또는 인천광역시 등의 온천지의 지하 700 내지 1000m 지점에서 취수한 지하염수를 0.1㎛ 내지 0.5㎛, 바람직하게는 0.2㎛ 내지 0.3㎛의 세라믹필터(ceradyn 세라믹, 카타딘아시아사)로 정제여과하는 단계; 4단의 증발지에서 약 2주 내지 3주간 자연증발시켜 염류농도 17℃내지 25℃ 바람직하게는 18℃ 내지 23℃ B폭(보메비중계=baum'e/비중계, 염보메도 20℃에서 염%농도기준)으로 농축시키는 단계; 농축된 염수를 함수조에 보관한 후 결정지에 공급하여 24 내지 48시간 동안 자연 건조시키는 단계; 원심분리기를 이용하여 탈수시켜 수분을 제거하는 단계; 및 수분이 제거된 염을 드라이어기(스크류관)로 약 200℃ 이상에서 가열하여 건조하여 지하염수로부터 염을 얻는 단계로 이루어진다.

또한, 본 발명의 제조과정은, 대한민국 부산광역시 다대동, 경기도 인근지역인 화성시 팔달면 또는 인천광역시 등의 온천지의 지하 700 내지 1000m 지점에서 취수한 지하염수를 0.1㎛ 내지 0.5㎛, 바람직하게는 0.2㎛ 내지 0.3㎛의 세라믹필터로 정제여과하는 단계; 정제여과된 염수를 85~95℃의 온도에서 7~8시간동안 가열 농축하여 염을 석출하는 단계; 석출된 염을 회수한 후 자연 건조시키는 단계; 원심분리기를 이용하여 탈수시켜 수분을 제거하는 단계; 및 수분이 제거된 소금을 드라이어기(스크류관)로 약 200℃ 이상에서 가열하여 건조하여 지하염수로부터 염을 얻는 단계로 이루어진다.

또한 발명의 제조과정은, 대한민국 부산광역시 다대동, 경기도 화성시 팔달면 또는 인천광역시 등의 인근의 온천지 지하 700m-1000m에서 취수한 지하염수를 0.1㎛ 내지 0.5㎛ 바람직하게는 0.2㎛ 내지 0.3㎛ 세라믹 필터로 정제 여과하는 단계, 정제 여과된 염수를 섭씨 120도 온도의 분무건조기에서 분무 건조하여 수분 0.1% 의 염을 얻는 방법이 있다.

본 발명은 또한, 상기 제조방법에 따라 얻어진 지하염수의 기능성 염을 제공한다.

상기 기능성 염은 지하염수를 이용함으로써, 오염 위험이 없고 지하염수의 필수 미량원소 및 미네랄에 대한 보존효과가 높아 인체에 유익하다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 지하염수로부터의 기능성 염의 제조예 1

대한민국 부산시 다대동 인근지역 지하 800m 지점에서 취수한 지하염수 20kg을 0.3㎛의 세라믹필터로 정제여과한 후 4단의 증발지에서 약 3주간 자연증발시켜 염류농도 22°B폭까지 농축시키고, 농축된 염수를 함수조에 보관하고, 보관된 농축함수를 결정지에서 24시간 동안 자연 건조시켜고, 원심분리기를 이용하여 탈수시켜 수분을 제거한 후 드라이어기(스크류관)로 약 200℃ 이상에서 가열 및 건조하여 620g의 염을 얻었으며, 이를 핫솔트(hot salt)라 명명하였다.

실시예 2. 지하염수로부터의 기능성 염의 제조예 2

대한민국 경기도 화성시 팔달면 덕우리 인근지역 지하 800m 지점에서 취수한 지하염수 20kg을 0.3㎛의 세라믹필터로 정제여과하고, 정제여과된 염수를 90℃의 온도에서 7~8시간동안 가열농축하여 염을 석출한 후, 석출된 염을 자연 건조시키고, 원심분리기를 이용하여 탈수시켜 수분을 제거한 후 드라이어기(스크류관)로 약 200℃ 이상에서 가열 및 건조하여 601g의염을 얻었으며, 이를 핫솔트(hot salt)라 명명하였다.

실시예 3. 지하염수로부터의 기능성 염의 제조예 3

대한민국 경기도 화성시 팔달면 덕우리 인근지역 지하 800m지점에서 취수한 지하염수를 섭씨 120도 온도의 분무건조기에서 분무하여 620g의 염을 얻었으며 이를 핫솔트(Hot salt)라 명명하였다.

실시예 4. 지하염수의 특성 및 그 성분 분석

상기 실시예 1의 지하염수와 종래의 해양 심층수(일본산: 한국특허공개공보 2002-4598호 참조)는 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 특성상의 차이를 갖고 있었으며, 이로부터 실시예 1로부터 얻어진 기능성 염에 포함된 미네랄 성분에 대하여 한국화학시험 연구원에서 APHA (1998년도 개정판)에 기재된 방법에 따라 성분 분석을 시험한 결과, 하기 표 2와 같은 성분 분석 결과를 얻었다.

	특 성
	지하염수(한국산)	해양 심층수(일본산)
취수 수심	수심 800m	수심 200m
평균 온도	25.0 ℃이상	13 ℃이상
경 도	8,500 mg/ℓ이상	8,500mg/ℓ이하
평균 pH	7.37	7.87

	성 분 함 량
	지하염수(한국산)	해양 심층수(일본산)
칼슘(Ca)	>2,800 mg/ℓ	427mg/L
마그네슘(Mg)	>920 mg/ℓ	1,310mg/L
나트륨(Na)	>3000 mg/ℓ	11,000mg/L
스트론튬(Sr)	>80 mg/ℓ	426mg/L
철 분(Fe)	>0.24 mg/ℓ	0.281 ㎍/ℓ
망간(Mn)	>1.7 mg/ℓ	0.153 ㎍/ℓ
아연(Zn)	>0.05 mg/ℓ	0.71 ㎍/ℓ

상기한 표 1 및 표 2에 기재된 바와 같이, 대한 민국에서 취수한 지하염수와 일본근해에서 취수한 해양 심층수는 근본적으로 취수 수심, 온도, 경도 및 pH 상에서 서로 다른 특성을 갖고 있으며, 미네랄 분석 결과를 살펴보면, 지하염수가 일부 무기성분의 함량이 적게는 100배, 많게는 10,000배 가량 비교할 수 없이 많게 존재함을 알 수 있으며, 더욱이 지하염수의 칼슘과 마그네슘 2대 미네랄성분비가 인체와 유사하여 칼슘을 마그네슘보다 다량 함유하였으나 일본의 해양심층수는 표층수와 유사하여 마그네슘의 함량이 칼슘보다 많다. 본 발명의 지하염수와 일본근해에서 취수한 해양 심층수는 근본적으로 성분상을 달리하고 있음을 확인할 수 있었다.

본 발명의 제조방법에 따라 지하염수를 이용하여 염을 제조함으로써, 오염의 우려가 없고 해수에 용존된 필수미량원소 및 미네랄의 보존성이 뛰어나 인체에 유효한 효과를 갖는 기능성 염을 제공할 수 있다.

Claims (5)

1. 대한민국 부산광역시 다대포 지역 또는 경기도 화성시 인근 지역 온천지의 지하 700 내지 1000m 지점에서 취수한 지하염수를 0.1㎛ 내지 0.5㎛의 세라믹필터로 정제하는 단계; 4단의 증발지에서 2주 내지 3주간 자연증발시켜 염류농도 17℃내지 25℃B폭으로 농축시키는 단계; 농축된 염수를 함수조에 보관한 후 결정지에 공급하여 24 내지 48시간 동안 자연 건조시키는 단계; 원심분리기를 이용하여 탈수시켜 수분을 제거하는 단계; 및 수분이 제거된 염을 드라이어기로 200 내지 300℃에서 가열하여 건조하여 지하염수로부터 염을 얻는 단계로 구성되는 기능성 염의 제조방법.
2. 대한민국 부산광역시 다대포 지역 또는 경기도 화성시 인근 지역 온천지의 지하 700 내지 1000m 지점에서 취수한 지하염수를 0.1㎛ 내지 0.5㎛의 세라믹필터로 정제하는 단계; 정제 여과된 염수를 섭씨 120℃ 온도의 분무건조기에서 분무 건조하여 지하염수로부터 염을 얻는 단계로 구성되는 기능성 염의 제조방법.
3. 대한민국 부산광역시 다대포 지역 또는 경기도 화성시 인근 지역 온천지의 지하 700 내지 1000m 지점에서 취수한 지하염수를 0.1㎛ 내지 0.5㎛의 세라믹필터로 정제여과하는 단계; 정제 여과된 염수를 85 내지 95℃의 온도에서 7 내지 8시간 동안 가열 농축하여 염을 석출하는 단계; 석출된 염을 회수한 후 자연 건조시키는 단계; 원심분리기를 이용하여 탈수시켜 수분을 제거하는 단계; 및 수분이 제거된 소금을 드라이어기로 200 내지 300℃에서 가열 및 건조하는 단계로 구성되는 기능성 염의 제조방법.
4. 삭제
5. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 얻어진 기능성 염.